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【6h】

基于羟基磷灰石的光催化材料制备及性能研究

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摘要

第1章 文献综述

1.1 课题的研究意义与国内外研究现状

1.2 光催化剂研究进展

1.2.1 金属催化剂

1.2.2 非金属催化剂

1.2.3 复合催化剂

1.3 HAP的光催化降解机理

1.4 HAP结构性质对性能的影响

1.4.1 结晶度

1.4.2 粒径

1.4.3 纯度

1.5 HAP合成方法对结构性质的影响

1.5.1 结晶度调控

1.5.2 粒径调控

1.5.3 纯度调控

1.6 研究目的、内容及技术路线

1.6.1 研究目的

1.6.2 研究内容

1.6.3 研究技术路线

第2章 实验试剂、仪器及分析方法

2.1 实验试剂

2.2 实验仪器

2.3 实验方法

2.3.1 HAP制备方法

2.3.2 Ti02/IIAP制备方法

2.3.3 结晶度计算方法

2.3.4 粒径计算方法

2.3.5 InP成分测定方法

2.3.6 影响因素分析方法

2.3.7 光催化降解实验方法

2.3.8 甲基橙浓度测定方法

第3章 原料添加方式对HAP结构和性能影响

3.1 原料添加顺序对HAP结构的影响

3.2 原料添加速度对HAP结构的影响

3.3 HAP成核机理的探讨

3.4 原料添加速度对HAP光催化性能的影响

3.5 HAP降解甲基橙机理的探讨

3.6 本章小结

第4章 焙烧制度对HAP结构和性能的影响

4.1 焙烧温度对HAP结构和性能的影响

4.2 焙烧时间对HAP结构和性能的影响

4.3 升温速率对HAP结构和性能的影响

4.4 降温方式对HAP结构和性能的影响

4.5 影响因素分析

4.6 本章小结

第5章 Ti02/IIAP的制备及性能研究

5.1 钛含量对Ti02/IIAP结构及性能的影响

5.2 Ti02/IIAP降解甲基橙机理探讨

5.3 本章小结

第6章 结论

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间发表的论文及专利

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摘要

羟基磷灰石(HAP)是一种合成工艺简单的光催化材料,已被应用于有机物废水的治理。合理调控HAP的合成条件可以制备得到不同性质的HAP,并实现HAP性能的调控,获得性能优异的光催化剂。本论文通过控制HAP合成过程中物料的添加速度,焙烧制度和负载金属催化剂等手段调控HAP的光催化性能,并应用于对甲基橙染料的降解。全文得到的研究结果如下:
  (1)添加方式对HAP的结晶度、粒径和光催化性能有明显影响,添加速度为0.23 mL/s时制备可得到粒径为44 nm,结晶度为65.1%,具备良好的光催化性能的纳米球状HAP,;在紫外光的作用下,HAP能够实现甲基橙的完全矿化,而且红外光谱表明HAP在光催化过程中结构稳定,并未发生溶解行为。
  (2)焙烧制度主要影响HAP的结晶度、粒径和纯度;根据光催化降解实验结果,进行影响因素分析表明,结晶度对HAP光催化性能影响最大,其次是HAP的纯度与粒径。在粒径<300nm范围内,HAP的结晶度越低,纯度越高,粒径越大,其光催化性能越好。
  (3)利用水解法制备获得光催化性能优于HAP的TiO2/HAP复合材料,对其光催化降解机理研究表明,TiO2与HAP之间存在协同作用,HAP可延长光电子的寿命,提高TiO2/HAP的光催化效率。

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